返回指向C中结构的指针

Question

这个程序返回一个指向结构的指针。
当我打印内容时，name 没有正确显示，而其他两个变量正在正确打印。
可能是什么问题呢？ 这是C中的代码

#include<stdio.h>
struct student
    {
        char name[20];
        int marks;
        int rank;
    };
struct student stu;
struct student *create();

void main()
{
    struct student *ptr;
    ptr = create();
    printf("%s\t %d\t %d\t",ptr->name,ptr->marks,ptr->rank);
}

struct student *create()
{
    struct student stu = {"john",98,9};
    struct student *ptrr;
    ptrr = &stu;
    return ptrr;
}

Answer 1

这里的问题是你返回一个指向 local 变量的指针。一旦返回定义局部变量的函数，局部变量就会超出范围。这意味着您返回的指针将在函数返回后指向未分配的内存。使用该指针将指向undefined behavior。

有三种方法可以解决这个问题：

1. 使用全局变量，并返回指向该变量的指针。全局变量的生命周期就是程序的生命周期。
2. 使用static 局部变量。它的生命周期也与程序相同。
3. 在需要时动态分配结构，并返回该指针。

第 1 点和第 2 点的问题在于，您只能拥有一个对象。如果您修改该对象，那么您拥有指向该单个对象的指针的所有位置都会看到这些更改。

第 3 点是我推荐你的方式。这样做的问题是，一旦你完成了对象，你必须释放你分配的内存。

Answer 2

您在 create 函数中的堆栈上本地创建了 stu。当您从该函数返回时，堆栈被弹出，使您指针指向的数据无效。

Answer 3

您创建了一个局部变量 stu，它存在于函数 create() 中。此变量上的指针在函数 create() 之外不正确。

Answer 4

作为Joachim Pileborg answered，您不应返回指向局部变量的指针。顺便说一句，如果您使用 gcc -Wall -g 使用最近的 GCC 进行编译（例如启用几乎所有警告和调试信息），您应该会收到警告。

因此，在实践中，您应该决定您的create 返回一个堆指针，然后遵循调用者释放该指针的约定。 p>

 void main() {
   struct student *ptr;
   ptr = create();
   printf("%s\t %d\t %d\t",ptr->name,ptr->marks,ptr->rank);
   free (ptr);
 }

struct student *create() {
  struct student stu = {"john",98,9};
  struct student *ptrr = malloc(sizeof struct student);
  if (!ptrr) { perror("malloc student"); exit(EXIT_FAILURE); }
  *ptrr = stu;
  return ptrr;
}

仔细阅读C dynamic memory allocation、manual memory management、heap、memory leaks 和 malloc(3) 手册页上的维基页面。如果你有幸在 Linux 上编码，请了解 valgrind。

PS。始终测试malloc 的结果（针对失败）。 总是初始化获得的内存区域（也许用memset(3)....清除它）。

附录：好习惯

您应该使用所有警告和调试信息进行编译。如果使用GCC，请使用gcc -Wall -g 编译并改进您的代码，直到没有警告为止。

您绝对应该学习如何使用调试器（在 Linux 上，gdb）并能够逐步执行程序并显示各种局部变量。

附录：使用 Boehm GC

为了完整性（尤其是在 Linux 上），并且只有 一旦你成为专家 C 程序员，你可能会考虑使用 Boehm 的保守派garbage collector（参见this link）：然后你会GC_malloc而不是 malloc 并且您不需要显式地 free 分配的指针区域。 Boehm 收集器可能（也许稍后，尤其是在更大的程序中）“神奇地”为您释放内存。但是了解垃圾收集和reference counting（这可以被视为一种糟糕的 GC 形式，因为它不能很好地管理circular references）是有用的。您还可以设计自己的 GC（困难任务），就像我在 qish 或 MELT 中所做的那样......